JP2008244395A

JP2008244395A - 露光装置

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Publication number: JP2008244395A
Application number: JP2007086638A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Osakabe; 祐一刑部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】密閉空間の内外に構成される駆動機構を有する露光装置において、小型で高い密閉性を確保しつつ、駆動特性の劣化および光学性能の劣化を低減させることを課題とする。
【解決手段】駆動機構２２の剛体リンク部のシール面と固定鏡筒２３の外面間を有機硫黄成分と有機珪素成分の含有を軽減する処置をした弾性体３２で連結する。該弾性体は平坦な筒状の両側につばがあり、つばのシール面側に周状の突起物が構成されている形状である。該弾性体のつば部の変形により駆動特性への影響を低減させている。
【選択図】図６

Description

本発明は、密閉構造の内部に配置された物体を密閉構造の外部から駆動する駆動機構であって、特に半導体ＩＣやＬＳＩを製造するための露光装置の光学系に適用して好適な駆動機構に関する。

一般に、３８０ｎｍ以下の波長の光は目に見えず、紫外光と呼称されている。紫外光は、その光子エネルギーが約６ｅＶ以上と大きく、物質に対する活性が高い。すなわち、このエネルギー領域は物質を構成する原子同士の結合あるいは分子結合エネルギー領域に相当するため、紫外光を物質に照射することによって光吸収が生じたり、光分解によって物質の性質が変わったり、光化学反応が起こったりする。さらに２２０ｎｍ以下の波長の光になると、空気中における主に酸素による光の吸収のために、空気中を通過できなくなる。

紫外光を利用した光学装置の１つである露光装置においては、露光光が空気中の不純物等の汚染物質を酸素と光化学反応させることが知られている。そして、かかる反応による生成物（曇り物質）がガラス部材に付着し、ガラス部材に不透明な「曇り」が生じるという不都合がある。ここで、曇り物質としては、例えばＳＯ_２（亜硫酸）が光のエネルギーを吸収し励起状態となり空気中の窒素および水分とともに酸素と反応（酸化）することによって生じる（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４（硫酸アンモニウム）が代表的に挙げられる。この硫酸アンモニウムは白色を帯びており、レンズやミラー等の光学部材の表面に付着すると前記「曇り」状態となる。そして、露光光は硫酸アンモニウムで散乱、吸収される結果、前記光学系の透過率が減少することになる。

したがって、紫外光を利用した光学装置において、紫外光を効率良く利用するためには、紫外光の透過経路から酸素等の光を吸収する要因を排除することが必要であり、そのため、光の透過経路を真空に保ち、あるいは不活性ガスで充填密閉する必要がある。そこで従来の装置では、気密性のあるチャンバを設け、その内部に光源、ミラー、レンズ等の光学系を配置する。そして、紫外光の透過経路を真空にし、あるいは不活性ガスを連続供給してチャンバ内部の空気等の気体を押し出しながらチャンバ内部を不活性ガスで置換し、または前記置換後に真空にする方法がとられている（以降、パージと記す）。

上記紫外光を利用した光学装置の１つである露光装置は、原版（レチクル又はフォトマスク）のパターンを投影光学系を介して、基板（ウエハ）上に結像投影させるものである。
露光装置用の駆動機構としては、以下のような技術が開示されている。
特許文献１によれば、固定鏡筒に相当するアウタリングと、光学素子の周縁部を保持するインナーリングと光学素子を移動させる駆動機構が開示されている。駆動機構は、弾性ヒンジリンク機構を有することで構造を簡単にでき部品点数を減少させることが可能である。さらに駆動機構のアクチュエータ（圧電素子）は圧電素子の変位方向が鏡筒固定部の外周面の接線方向に沿うように配置されている為、駆動機構が外周面から大きく突出することがない。前記構成により鏡筒をコンパクトに構成できるとしている。

特許文献２によれば、ケーシング（筐体）の外部から光学部材を露光光の光軸に対して変位駆動させる駆動機構と、駆動機構の駆動に伴って変形しケーシングの開口を塞ぐ変形部材を有する露光装置が開示されている。該変形部材の実施形態として、一端がケーシングの開口部に取り付けられ一端が光学部材または光学部材を保持する保持部材に取り付けるベローズがある。また異なる実施例には、ベローズの代わりに膜状のダイヤフラムを構成し、駆動機構の駆動に伴い、ダイヤフラムがその面に略直交する方向に変形する構成が開示されている。前記構成により高い密閉性を確保して光効率を高めることが可能であるとしている。
特開２００１−３４３５７５号公報特開２００１−０７７００３号公報

ところで、前記特許文献１に開示された従来技術では、以下の問題がある。
アクチュエータを接線方向に沿うように配置させるために鏡筒側面にアクチュエータが挿入できる位の切欠を開ける必要があり鏡筒の剛性が弱くなる問題がある。アクチュエータと弾性ヒンジリンク機構がレンズ光軸方向に平行に構成されるので、アウタリングの厚みが厚くなり、多段鏡筒に弾性ヒンジリンク機構を構成する場合、光軸方向の鏡筒の厚みに制約を受ける問題がある。鏡筒外周を切欠くことで光学素子をパージ領域内に構成させるために鏡筒をジャケットで包囲する必要があり、ジャケットを構成することで露光装置が大型化する問題がある。鏡筒をジャケットで包囲するため、メンテナンス等で鏡筒にアクセスする場合、ジャケットを取り外す必要がありメンテナンス性の問題がある。

また、前記特許文献２に開示された従来技術では、以下の問題がある。
変形部材としてベローズやダイヤフラムを構成した場合、ベローズの蛇腹やダイヤフラムの同心円状に加工された波状の箇所の隅部に汚染物質が残留し、該汚染物質が光学部材に影響を与える問題がある。変形部材としてベローズやダイヤフラムを構成した場合、ベローズの蛇腹やダイヤフラムの同心円状に加工された波状の箇所の隅部で不活性ガスへの置換に時間を要し、鏡筒全体のパージ時間が長くなる問題がある。駆動特性の影響を敏感に享受する光学素子の駆動機構の一部に、金属製のベローズやダイヤフラムを接触させた場合、ベローズやダイヤフラムの変形の影響が駆動機構に伝わり、駆動特性に影響を与え、光学特性に影響を与える問題がある。

さらに、従来の技術では、光学素子の曇りの原因となる物質および曇りの原因となる物質を含んだ空気が紫外光の透過経路へ流入しまたは残留することを防止するために、鏡筒内部を不活性ガスで略密閉している。その際、シール材として多くの弾性体を使用している。前記弾性体は光学素子に汚染物質が接触しないようにフッ素樹脂（フッ素ゴム）が使われることが多い。しかし製造過程で汚染物質が使われているフッ素樹脂が存在している。汚染物質が含有されたフッ素成型樹脂をシール材として使用した場合、光学素子に影響を与える問題がある。特に略密閉される内部空間に接触しているため、略密閉空間内で汚染成分が高濃度になる可能性がある。鏡筒外雰囲気とのシールガラス面近傍に構成される場合、シール材から出る汚染成分が短波長の光線により励起した活性酸素と結合し光学素子に影響を与える問題もある。

樹脂成型過程で使用頻度が多い汚染成分に有機硫黄成分と有機珪素成分がある。有機硫黄成分は主に樹脂の加硫工程で使用されることが多い。有機珪素成分は、金型から樹脂を抜き出す際の離型剤に使用されることが多い。
光学素子を駆動させる際、鏡筒内で微量な圧力変動が発生し、投影光学系の特性に影響する可能性がある。航空輸送を行う際の離着陸等で圧力変動が発生し、光学素子や駆動機構部に影響を与える可能性がある。

本発明は、上述の従来例における問題点を解消することを課題とする。
すなわち、本発明は、密閉空間の内外を接続する駆動機構において、小型で高い密閉性を確保しつつ、駆動特性の劣化および光学性能の劣化を低減させることを課題とする。
具体的には、本発明を露光装置に適用する場合、鏡筒側面の切欠面積を減少させ、鏡筒外周にジャケットを構成せずに光学素子をパージ領域内に構成できるようにする。駆動機構の固定部が鏡筒内外にある構成を有する鏡筒において、パージの置換時間を低減させる。駆動機構の一部に接触するシール材の駆動機構の特性への影響を低減し、光学特性に影響を低減する。鏡筒内外に構成される駆動機構部分の密閉構造を小型化し、実質的に必要な鏡筒外径を小型化する。光学系部品、光学系光路が構成されている略密閉空間の汚染物質濃度を低減させ、光学性能の劣化を低減させる。鏡筒外雰囲気に接触している光学系部品付近の汚染物質濃度を低減させ、光学性能の劣化を低減させる。以上を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の駆動機構は、密閉空間を形成する為の筐体の外部に配置された駆動源によって該筐体の内部に配置された被駆動部を駆動する駆動機構であって、該筐体に設けられた開口部を介して前記駆動源と前記被駆動部とを接続する剛体リンク部及び該筐体の外面に対向するつば面を有する剛体リンク部材と、該つば面と該筐体の外面との間に配置された弾性体とを備え、前記弾性体は、該筐体の外面において前記開口部の周囲に接する第１つば部と、前記つば面において前記剛体リンク部の周囲に接する第２つば部と、前記剛体リンク部を覆うように前記第１つば部と第２つば部とを接続する内面が平坦な筒部とからなることを特徴とする。
また、本発明の露光装置は、原版及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置であって、前記駆動機構を前記投影光学系の光学特性の補正駆動機構として備えることを特徴とする。この場合、前記筐体及び被駆動部は、前記投影光学系の鏡筒及び光学要素である。

本発明によれば、密閉空間の内外を接続する駆動機構において、小型で高い密閉性を確保しつつ、駆動特性の劣化および光学性能の劣化を低減させることができる。

本発明の駆動機構は、添付図に示すように、密閉空間を形成する為の筐体（固定鏡筒２３）の外部に配置された駆動源（アクチュエータ２９）によって該筐体の内部に配置された被駆動部（光学素子枠２５）を駆動するものである。そして、剛体リンク部材（変位取り出し部材２７）と弾性体３２とを備える。剛体リンク部材は、該筐体に設けられた開口部を介して前記駆動源と前記被駆動部とを接続するもので、剛体リンク部及び該筐体の外面に対向するつば面（シール面３０）を有する。弾性体３２は、該つば面と該筐体の外面との間に配置される。また、該筐体の外面において前記開口部の周囲に接する第１つば部と、前記つば面において前記剛体リンク部の周囲に接する第２つば部と、前記剛体リンク部を覆うように前記第１つば部と第２つば部とを接続する内面が平坦な筒部とからなる。

本発明の好ましい実施の形態によれば、本発明は３８０ｎｍ以下の短波長の光源と、密閉構造を有する単数または複数の鏡筒（筐体）と、剛体リンク部と弾性ヒンジが構成された駆動機構を有する露光装置に適用される。前記剛体リンク部は、前記鏡筒の密閉構造内の物体と密閉構造外の物体を連結させ、該剛体リンク部に平坦な筒状の形状を有する弾性体を構成することを特徴としている。

このように、駆動機構の剛体リンク部に弾性体を構成することで、駆動機構の振動等の駆動影響を鏡筒に影響させるのを低減することができる。また鏡筒の剛性が駆動機構の駆動特性に影響を与えるのを低減することができる。さらに駆動機構に弾性体を構成したため、コンパクトな構造でパージ可能としている。固定鏡筒の切欠穴は剛体リンク部が通る大きさにすることが出来、従来よりも小さい穴径になるため鏡筒剛性を向上させることが可能である。鏡筒に構成する光軸方向の切欠穴径を剛体リンク形状によって調整することが可能であるため、従来の装置に対して光軸方向の鏡筒の厚み制約を軽減することが出来る。

さらに、鏡筒外部をジャケットで包囲する必要がないためアクチュエータや鏡筒のメンテナンスが容易である。鏡筒の切欠面積を小さく出来、鏡筒の必要厚みを薄くすることが可能である。したがって投影光学系全体の収差低減最適化の自由度を広げることが可能になる。さらに鏡筒全長あるいは外径を小さくすることが可能であるため、露光装置を小型化することが可能である。弾性体に付着あるいは残留する汚染物質あるいは汚染成分が光学素子に影響を与えることを低減させることが可能である。弾性体の鏡筒内壁側が平坦であるため、不活性ガスに置換が容易で、パージ時間を短くする効果がある。

弾性体は、連結部（シール面３０）と鏡筒の少なくともどちらか一方に、周状に構成される突起部で接し、連結部と鏡筒に対しバネ性を有していることが好ましい。
この場合、弾性体は、曲率を有する部分で、連結部と鏡筒の少なくとも一方と接触する。結果、接触面積を微小にすることが可能であり、シール面の形状に沿って変形がしやすく、密閉性を向上させることが出来る。また、接触面が小さく、弾性体は弾性を有しているので鏡筒、駆動機構間で相互の影響を低減させることが出来る。光学素子を駆動する際に発生する鏡筒内の圧力変動を弾性体の伸縮で吸収でき圧力変動の影響を低減する効果がある。さらに航空機輸送の離着陸時に発生する圧力変動の影響を弾性体の伸縮で吸収し低減させる効果がある。接触面を微小にすることで接触圧力をある範囲で規定でき、例えば急激な圧力変動が加圧された場合において、光学素子が破損する前に、シール部分が外れて内圧を外部へ逃がすことも可能である。

さらに、弾性体は有機硫黄成分、有機珪素成分の含有を軽減する処理を施したフッ素樹脂であることが好ましい。
この場合、弾性体から発生する汚染物質あるいは汚染成分が低減するので、略密閉空間内の汚染物質濃度を下がり、光学系部品に影響を与えることを低減させることが可能である。鏡筒外壁側においても弾性体から発生する汚染物質あるいは汚染成分が低減するので、鏡筒外雰囲気に接触している光学系部品に影響を与えることを低減させることが出来る。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る露光装置の構成の概要を示す図である。図１の露光装置は、原版１（レチクル又はフォトマスク）のパターンを投影光学系５を介して、基板４（ウエハ）上に結像投影させるものである。原版１（レチクル）は、不図示の駆動制御手段によって駆動制御される原版ステージ２に保持されている。

基板ステージ３には、基板４を投影光学系５の像面に合致させるための不図示の駆動制御手段が設けられている。さらに基板ステージ３には、レーザ干渉計６からのビームを反射する移動鏡７が固定されている。レーザ干渉計６により、基板ステージ３の位置や移動量は逐次計測されている。
前記構成により、基板ステージ３は、投影光学系５の光軸方向（Ｚ方向）及び光軸方向と直交する平面（Ｘ−Ｙ平面）内を移動することが出来、さらに光軸周りに回転（θ方向）することも出来る。

原版１上のパターンは、主に光源部８からの光により、伝播レンズ９ないしコリメータレンズ２０によって構成される露光用照明光学系によって照明される。照明されたパターンの像は、投影光学系５を介して、基板ステージ３に保持された基板４（ウエハ）上に結像露光される。

光源部８は、半導体デバイスの集積度及び微細度の向上に対応する為、リソグラフィ光源の露光波長の短波長化が進展している。現在、露光照明光として紫外域のｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）が実用化されている。さらに波長の短いＥＵＶ、軟Ｘ線などの光源の使用が予定されている。またスループット向上に対応する為、同じ波長域においてもより高出力な露光照明光が採用され続けられている。

特に露光光としてＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦレーザ（λ＝１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（λ＝１５８ｎｍ）等の短波長レーザを使用する露光装置では、露光光の減衰が高い為、不活性ガスでほぼ密閉された空間内を導光している。またｉ線を露光照明光とする露光装置においても、光学素子を光学素子汚染物質から隔離するためにほぼ密閉された空間を導光している。

光源部８から発せられた光束は、露光用照明光学系の筐体Ａに入射する。筐体Ａは、伝播レンズ９及び伝播レンズ１０が配置されている。伝播レンズ１０を通過した光束は、筐体Ｂに入射する。筐体Ｂは、ビーム整形光学系１１と、光量調整系１２が配置されている。ビーム整形光学系１１は、光源部８からの平行光束を所望のビーム形状に整形し、かつ、インコヒーレント化する。光量調整系１２は、ＮＤフィルタに代表されるような光源の光を減衰させる複数の減光率を持った光学部材で構成された光量調整を行う。光量調整系１２は不図示の駆動機構によって複数の光学部材の切換えを行い、自動的に最適な光量調整を行うことが可能である。

筐体Ｂを射出した光束は、筐体Ｃに入射する。筐体Ｃは、光を集光するコンデンサレンズ１３と、ライトインテグレータ１４、ミラー１５、コンデンサレンズ１６、照明方法切換手段１７が配置されている。照明方法切換手段１７は、不図示の駆動機構を有しており、露光用照明光学系と投影光学系の開口数比σを変化させることが出来る。

筐体Ｃを射出した光束は、筐体Ｄに入射する。筐体Ｄ内のスリット開口面の近傍にはマスキングブレード１８が配置されている。マスキングブレード１８は、基板４上のショットごとに必要な領域だけを露光する開口絞りの働きをする。
筐体Ｄを射出した光束は、筐体Ｅに入射する。筐体Ｅは、マスキング結像系１９とコリメータレンズ２０が配置されている。マスキング結像系１９は、マスキングブレード１８が形成した開口形状からの光束を結像してコリメータレンズ２０に導光する。コリメータレンズ２０は、スリットを出た光束を平行光束にし、原版１面上の領域を均一に照明している。

原版１を透過した光束は、投影光学系５に入射する。投影光学系５は、光学素子等の光学要素を収納する単鏡筒が積層された多段鏡筒である。単鏡筒は、光学要素と光学要素を収納する固定鏡筒で構成され、光学要素が駆動しない単鏡筒と、任意のＮＡに光束を調節できる駆動機構や収差補正駆動機構が構成された光学要素が駆動する単鏡筒がある。

投影光学系５は光学要素制御手段を有しており、気圧センサ等の各種センサ情報に基づいて計算された結果により、所定の制御フローに従って光学要素の駆動機構を制御することが可能である。
具体的には、投影光学系５の組立て調整時、半導体露光装置が納入先に設置された際の光学系微調整、及び半導体露光装置稼動中の光学収差最適化の為に、予め記憶されたプログラムに基づいて所定の光学要素を調整駆動する。そして、投影光学系５の光学性能を最適化する。

図２は図１における投影光学系５を構成する単鏡筒であり、補正駆動機構２２を構成した単鏡筒の概要を示す図である。図３は図２の単鏡筒における補正駆動機構２２の概要を示す図である。本実施例に示す鏡筒は、光学素子２１を所望の方向に移動させ収差を補正する補正駆動機構２２が備わった鏡筒である。

図２において、２３は固定鏡筒であり、補正駆動機構２２や位置検出手段２４を固定する平坦部、及び上下に隣接する他の単鏡筒と結合するための側壁円筒部を有する。図２の単鏡筒において、補正駆動機構２２は３組構成され、同一円周上に等間隔に配置されている。光学素子２１を収納する光学素子枠２５は補正駆動機構２２の出力面３１（図３）に固定ボルトを用いて締結されている。光学素子枠２５の位置を検出する位置検出手段２４のターゲットミラー３６が光学素子枠２５に１２０度間隔で３箇所固設され、位置検出手段２４は各ターゲットミラー３６近傍に設置されている。位置検出手段２４がターゲットミラー３６の変位を検出することで光学素子枠２５の姿勢を演算処理により求めることが可能になる。

上記構成により、３組の補正駆動機構２２を等量だけ駆動すると光学素子枠２５を光軸方向に並進駆動することができる。また３組の駆動機構の駆動量に所定の差を設けることで、チルト駆動が可能である。位置検出手段２４の配線部材は気密コネクタ２６を介して鏡筒外部と中継されており鏡筒内部の密閉性が保持されている。

図３は、本実施例の補正駆動機構２２の詳細構造を示す。２９は積層型ピエゾアクチュエータで、電歪素子と電極が交互に積層された駆動源が伸縮可能な密閉型円筒容器内に封入され、Ｘ軸方向の全長が印加電圧に略比例して増加する。２７は変位取り出し部材で、単一の金属ブロックからワイヤ放電加工及び切削加工にて形成された剛体リンクと弾性ヒンジからなるリンク機構を主とする構成である。２８は方向変換部材で、単一の金属ブロックからワイヤ放電加工及び切削加工にて形成された剛体リンクと弾性ヒンジからなるリンク機構を主とする構成である。

方向変換部材２８は、積層型ピエゾアクチュエータ２９から変位取り出し部材２７に伝達されたＸ軸方向の出力変位をＺ軸方向（光軸方向）に変換する役目を有する。積層型ピエゾアクチュエータ２９の寸法誤差を補正し、かつ予圧をかけるために、変位取り出し部材２７と積層型ピエゾアクチュエータ２９の間に不図示のピエゾ調整ネジ介在している。ピエゾ調整ネジは不図示のナットにより固定される。変位取り出し部材２７と方向変換部材２８は変換部材結合ネジで結合されている。変位取り出し部材２７、方向変換部材２８は、それぞれ固定鏡筒２３の下面から固定鏡筒２３に固定ボルトを用いて締結されている。

図３中の太線の矢印は補正駆動機構２２のリンク動作方向を示す。積層型ピエゾアクチュエータ２９の端底部に設けられた電極端子に所定の電圧を印加すると、積層型ピエゾアクチュエータ２９の全長ＬはＸ軸方向にｄＬだけ伸張する。すると、図３に示したように、一方のピエゾ受けリンク部２７＿Ａ１は左方にｄａ１＝−ｄＬ／２だけ、他方のピエゾ受けリンク部２７＿Ａ２は右方にｄａ２＝ｄＬ／２だけ変位する。すると、変位取り出し部材２７は、ほぼ左右対称に構成されている不図示の弾性ヒンジを中心に回動し、連結リンク部２７＿Ｂ１はｄｂ１だけ変位し、連結リンク部２７＿Ｂ２はｄｂ２だけ変位する。
連結リンク部２７＿Ｂ１、２７＿Ｂ２のＸ軸方向の変位ｄｂ１、ｄｂ２は、方向変換部材２８の水平リンク部２８＿Ｃ１及び２８＿Ｃ２に伝達される。すると、Ｘ軸に対して所定の角度に配置された方向変換リンク部２８＿Ｄ１、２８＿Ｄ２が回動し、出力面３１をＺ軸方向にｄｚだけ上昇させる。

以上のごとく、積層型ピエゾアクチュエータ２９の伸張に伴って出力面３１がＺ軸方向に変位するが、出力面３１はＺ軸方向のみに変位し、Ｘ方向及び他方向には変位しないことが望ましい。Ｚ軸方向以外の変位は光学素子枠２５の変形を引き起こし、さらには光学素子２１の変形を招き、光学性能の悪化につながる有害な成分になる可能性がある。したがって、連結リンク部の他方向の動きをできるだけ小さく抑えることが望ましい。

補正駆動機構２２のシール面３０に光学素子を略密閉空間に構成するための弾性体が接する。
図４は、本発明の一実施例に係る弾性体の周辺構造の概要を示す。図５は、図４における弾性体３２の概要図である。図６は、図４における弾性体３２の周辺構造の断面図、図７は図６の部分拡大図である。

図において、弾性体３２は、補正駆動機構２２と固定鏡筒２３間を略密閉する部材である。弾性体３２は、光学素子２１、鏡筒内の密閉空間を弾性体３２から発生する汚染成分により汚染しないように処理されたフッ素樹脂で製作されている。汚染成分には有機硫黄化合物、有機珪素化合物、アンモニア、硫酸イオン、有機ガス、有機物がある。弾性体３２は３元系フッ素樹脂を主成分とする成型樹脂であることが好ましい。

加硫工程は、有機硫黄を使用しない加硫剤を使用する工程が設定されている。本工程設定により弾性体３２に有機硫黄成分が含有される可能性を低減できる。また汚染物質を使用する製造ラインからは、隔離された雰囲気環境で製作されている。汚染物質を多く含有する一般市販品の弾性樹脂は黒色が多い。また弾性体の黒色の着色はカーボンが使われることが多い。カーボンはナフサを反応させて生成される物質であるが、未反応部分があると有機硫黄成分が残留する可能性がある。上記により本発明が適用できる弾性体３２は白色であることが望ましい。特に白色であれば、前記汚染物質が多い黒色のゴムの塵が混入した場合等の環境暴露の有無を目視で判別することが可能になる。

金型から抜く際に使用する離型剤等の製作消耗品に有機珪素化合物（シリコンオイル）を使用しないことが望ましい。但し、金型製作過程において、有機珪素化合物を使わなくては金型が製作できない場合は、弾性体３２を製作する前にフッ素樹脂で捨て押しする。これにより、金型表面から有機珪素化合物を除去でき、弾性体３２に汚染物質が含有される可能性を低減することができる。その他、製造過程、梱包過程において有機硫黄化合物、有機珪素化合物等の汚染物質に接触する工程を可能な限り排除することが望ましい。

弾性体３２は補正駆動機構２２の駆動部に接触するため密着性が必要である。弾性体３２は組み付け後、取り外す機会はほとんどない。したがって、弾性体３２を製作する金型はブラスト処理を行わないことが望ましい。ブラスト処理とは、表面に珪砂等のような非金属粒や金属粒を高速度で噴きつけ、表面を粗化する方法で、微小な凹凸により樹脂が金属に貼りつくことを軽減させる処理方法である。上記ブラスト処理により表面に凹凸があると、凹凸部分に汚染物質が残留し、除去しにくくなる可能性がある。

図５に示す、弾性体筒部３２ｃ及び弾性体つば部３２ｄの鏡筒内部空間に接する面は、加工時や組立て時に汚染物質が付着あるいは混入することを低減する必要がある。そのためにベローズやダイヤフラムに構成されるような蛇腹や同心円状加工における波状の形状を避け、平坦な形状にしている。

図８は、補正駆動機構２２の弾性体３２が接触する面の加工段差説明図であり、図９は図８の部分拡大図である。また、図１０は、図８に示す形態の加工段差をもつ補正駆動機構に接触する弾性体の概要図である。さらに、図１１は、図８の比較例としての加工段差の説明図、図１２は、図１１の部分拡大図、図１３は、図１１に示す形態の加工段差をもつ補正駆動機構に接触する弾性体の概要図である。すなわち、図１１〜図１３は、本実施例におけるシール面３０の比較例を示している。

補正駆動機構２２の弾性体３２が接触するシール面３０はシール面全面が平坦であれば理想的であるが、実際は加工コストや加工性を考慮して図８や図１１図に示すように微量の加工段差３７が付くことが想定される。加工段差３７を弾性体３２の変形で密着させるため弾性体３２の接触面は周上に突起部３２ａ（図５）を構成している。突起部３２ａは、接触面をほぼ線上で包囲することで接触面を減らす他、成型性や洗浄性を考慮し曲率を有している。

また弾性体３２が密着しやすいように特にシール面３０の加工段差３７は図８のような形状であることが望ましい。図８に示す形状であれば、加工段差が緩やかな曲線であるため弾性体３２は加工段差３７に沿って変形し鏡筒内部の密閉性を維持しやすい。対し図１１に示す形状であれば、加工段差３７の隅部まで弾性体３２が密着するのは困難であり、図１３に示すような隙間３８が出来、鏡筒内部の密閉性に問題が生じる可能性がある。

弾性体３２の突起部３２ａ（図５）は、本実施例のようにシール面３０に加工段差があるような形態であれば特に有用である。しかし、弾性体３２の両側の接触面で加工段差の影響がほとんどないような平坦部であれば、弾性体の接触面のどちらか一方のみ突起部を有することでも本発明の効果を享受することが可能である。また本実施例のように、剛体リンクを包囲するために片側の接触面に加工段差があるような形態では、加工段差がある接触面側に突起部を構成し、加工段差が軽微な接触面側に突起部のない弾性体の接触面を構成することも有用である。

本実施例においては、図３に示すように補正駆動機構２２の固定鏡筒側壁に貫通する剛体リンク部の断面は、固定鏡筒２３の光軸方向の厚みを薄くするため、光軸方向に垂直な面方向が長く、光軸方向に短い角型である。固定鏡筒２３の厚み方向に薄くするため包囲する弾性体３２の弾性体筒部３２ｃも略四角形の筒状となっている。なお角部は製作性の観点から曲率を持っている。

補正駆動機構２２は、高精度な駆動性能が要求される。弾性体３２が補正駆動機構２２に与える影響を低減させるために、弾性体３２は、つば部３２ｄの押し付け部３２ｂの裏面に曲率をもった突起部３２ａが補正駆動機構２２、固定鏡筒２３の少なくとも一方の接触面側に構成されている。突起部３２ａは突起部３２ａだけで接するように、後述する押さえ板３３、３４により変形量が規定されている。

弾性体３２が接触するシール面３０は補正駆動機構２２の駆動を阻害しにくい位置に構成されている。例えば、シール面３０は、弾性ヒンジから所定の距離離れた変位取り出し部材２７の剛体リンクに構成されている。本実施例の補正駆動機構は高精度駆動を行う機構で、駆動量は微小である。したがって駆動精度を阻害しない位置を主点に構成している。なお駆動量が多く、低精度の駆動機構である場合は、駆動量が少ない回動中心近傍に構成することも可能である。

図７は、弾性体３２の周辺構造の拡大図である。弾性体３２は図７に示すように、押さえ板３３により固定鏡筒２３に密着させられている。押さえ板３３は、弾性体３２が所定のつぶし量で密着できるように押し付け部に寸法管理された段差３９が構成されている。弾性体３２は押さえ板３４により補正駆動機構２２に密着させられている。押さえ板３４は、弾性体３２が所定のつぶし量で密着できるように押し付け部に寸法管理された段差４０が構成されている。

投影光学系外形を小型化するためには固定鏡筒２３と補正駆動機構２２間の空間を狭くする必要がある。そのため、本実施例では、以下の構成を有している。
図４及び図６に示すように、補正駆動機構２２側に引き込み板３５を構成している。引き込み板３５は補正駆動機構２２の一部に設けられた反力受け部４１を支点にして押さえ板３４を引き込んでいる。押さえ板３４と補正駆動機構２２で弾性体３２を挟みこんで密着させている。
弾性体３２は突起部３２ａ（図５）で接触するので、つば部３２ｄ近傍の箇所がバネ性を有する形状になる。

図１４は、図７の構成の変形例を示す。図１４においては、固定鏡筒２３と補正駆動機構２２の取り付け誤差や補正駆動機構の駆動により発生する応力が固定鏡筒２３と補正駆動機構２２に相互に影響を与えないように、該応力をつば部３２ｄの箇所の変形でかわしている。なお該剛体リンク部の駆動方向は光軸方向に垂直な面方向である。前記構成により、駆動による変形は弾性体３２のつば部３２ｄの短手部分に主にかかっている。

本実施例は、露光装置の投影光学系の固定鏡筒２３と補正駆動機構２２のシール構造について記載されている。しかし、本実施例は前記構成に限定されずに、本実施例の露光装置の主な構成に記載した駆動機構やその他駆動機構箇所に構成することも可能である。さらに露光装置に限定されずに略密閉構造を有する光学装置に適用しても有用である。また、本実施例の弾性体を、駆動機構のシール材に限定せずに本実施例の露光装置の主な構成に記載したようなその他の密閉空間のシール材として適用することも可能である。

［デバイス製造方法の実施例］
次に、図１を用いて上述した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスク（原版またはレチクルともいう）を製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立て工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。

図１６は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

本発明の一実施例に係る露光装置の概略構成を示す図である。図１における投影光学系の補正駆動機構を構成した単鏡筒の概要図である。図２における補正駆動機構の概要図である。図２における補正駆動機構と鏡筒との係合部に設けられた弾性体の周辺構造の概要図である。図４における弾性体の概要図である。図４における弾性体の周辺構造の概要を示す断面図である。図６のＥ部の拡大図である。補正駆動機構の弾性体が接触する面の加工段差説明図である。図８の部分拡大図である。図８に示す形態の加工段差をもつ補正駆動機構に接触する弾性体の概要図である。図８の比較例としての加工段差の説明図である。図１１の部分拡大図である。図１１に示す形態の加工段差をもつ補正駆動機構に接触する弾性体の概要図である。前記の実施例における弾性体の変形例を示す図７に対応する図である。露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。図１５に示すフローチャートにおけるステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１原版（レチクル）
２原版ステージ
３基板ステージ
４基板
５投影光学系
６レーザ干渉計
７移動鏡
８光源部
９伝播レンズ
１０伝播レンズ
１１ビーム整形光学系
１２光量調整系
１３コンデンサレンズ
１４ライトインテグレータ
１５ミラー
１６コンデンサレンズ
１７照明方法切換手段
１８マスキングブレード
１９マスキング結像系
２０コリメータレンズ
２１光学素子
２２補正駆動機構
２３固定鏡筒
２４位置検出手段
２５光学素子枠
２６気密コネクタ
２７変位取り出し部材
２７＿Ａ１、２７＿Ａ２、ピエゾ受けリンク部
２７＿Ｂ１、２７＿Ｂ２、連結リンク部
２８方向変換部材
２８＿Ｃ１、２８＿Ｃ２、水平リンク部
２８＿Ｄ１、２８＿Ｄ２、方向変換リンク部
２９積層型ピエゾアクチュエータ
３０シール面
３１出力面
３２弾性体
３２ａ突起部
３２ｂ押し付け部
３２ｃ弾性体筒部
３２ｄつば部
３３押さえ板
３４押さえ板
３５引き込み板
３６ターゲットミラー
３７加工段差
３８隙間
３９段差
４０段差
４１反力受け部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ筐体

Claims

密閉空間を形成する為の筐体の外部に配置された駆動源によって該筐体の内部に配置された被駆動部を駆動する駆動機構であって、
該筐体に設けられた開口部を介して前記駆動源と前記被駆動部とを接続する剛体リンク部及び該筐体の外面に対向するつば面を有する剛体リンク部材と、該つば面と該筐体の外面との間に配置された弾性体とを備え、
前記弾性体は、
該筐体の外面において前記開口部の周囲に接する第１つば部と、前記つば面において前記剛体リンク部の周囲に接する第２つば部と、前記剛体リンク部を覆うように前記第１つば部と第２つば部とを接続する内面が平坦な筒部とからなることを特徴とする駆動機構。
前記弾性体は、前記第１つば部と第２つば部の少なくとも一方が前記筐体の外面又は前記つば面に周状に構成された突起部を有し、該突起により前記筐体の外面又は前記つば面に接することを特徴とする請求項１に記載の駆動機構。
前記弾性体は、有機硫黄成分及び有機珪素成分の含有を軽減する処理を施したフッ素樹脂製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動機構。
原版及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置であって、
前記投影光学系の鏡筒及び光学要素を前記筐体及び被駆動部とする請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動機構を前記投影光学系の光学特性の補正駆動機構として備えることを特徴とする露光装置。
請求項４に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された基板を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。